C语言基础06

循环结构

什么是循环

代码的重复执行，就叫做循环

循环的分类

• 无线循环：其实就是死循环，程序设计中尽量避免无限循环。程序中的无限循环必须可控
• 有限循环：循环限定循环次数或者循环条件

循环的构成

• 循环条件
• 循环体

当行循环的实现

特点：先判断，后执行，如果条件不满足，一次都不执行

代表：while和for

while

语法：

while(循环条件)
{循环语句;//循环语句如果是单语句，可以省略{}，如果是复合语句，不可以省略{}
}

说明：

1.循环条件的返回值必须是布尔类型（条件表达式只能是关系表达式或者逻辑表达式）。在C语言中，布尔类型为真使用非0，布尔类型为假使用0。如果引入#include<stdbool.h>，也可以使用true和false来表示

2.{}包起来的内容整体称之为循环体

3.我们要在循环体中控制循环条件的变化，否则会产生死循环

执行过程：

特点：先判断，后执行，循环体语句有可能一次都不执行

案例：

while求1~100数字和

#include <stdio.h>
/** 需求:while循环案例：如何编程计算1+2+3+....+100?(累加求和)
*/int main(int argc,char *argv[])
{//定义一个变量，保存累加的和int sum = 0;//定义一个循环变量int i = 1;while(i<=100)//循环条件，这里可以有关系表达式，逻辑表达式、整型常量{//累加运算sum += i;i++;}printf("1～100的累加和是:%d\n",sum);return 0;
}

案例:

while求1~100偶数和

#include <stdio.h>
/** 需求：while循环案例：计算1～100以内的偶数和，也就是
2+4+6+..+100的累加和
*/int test02()
{//创建一个变量，用来存放累加和int sum = 0;//创建一个循环变量，初始值2int i =2;while(i <= 100){//过掉奇数if(i%2 == 0){sum += i;}i++;}printf("1~100之间的偶数和是%d\n",sum);
}int main(int argc,char *argv[])
{test02();return 0;
}

死循环

while(1)

for

原则上，for循环能实现的，while循环一定可以实现，for循环可以看作是while循环的一种特殊写法

语法：

for(① 表达式1;②表达式2;③表达式3)
{④循环体语句;--如果是单语句，可以省略{};如果是复合语句，必须保留{}
}

说明：

1.()中可以只保留两个;;,举例：(;;)

2.①(表达式1)是循环变量，我们需要赋初值，循环变量可以是列表，多个循环变量使用逗号分隔，举例：int i=0,j=0

②(表达式2)是循环条件，用来限制循环的次数，循环条件支持表达式，如果加入逻辑表达式，会变成复合表达式，举例:i < 10 && j <= i

③(表达式3)改变循环条件，支持列表，这里可以使用赋值表达式，举例：i++,j++

3.执行顺序：①②④③->②④③->②④③->…->②

执行过程：

特点：

​ 先判断，后执行，循环体语句可能一次都不执行

#include <stdio.h>
/** 需求：while循环案例：计算1～100以内的偶数和，也就是
2+4+6+..+100的累加和
*/int for_test()
{//创建一个变量，用来存放累加和int sum = 0;//创建一个循环变量，初始值2int i = 2;for(;i <= 100;){//过掉奇数if(i%2 == 0){sum += i;}i++;}printf("1~100之间的偶数和是%d\n",sum);
}
/**需求：for循环案例-求斐波拉契数列前20个数字*分析：1,1,2,3,5,8....**/int for_test2()
{//创建一个变量，用来存放累加和int f1 = 1;//前一个数int f2 = 1;for(int i = 2;i <= 100;i++){//过滤掉奇数if(i%2 == 0){sum += i;}}printf("1～100之间的偶数和是%d\n",sum);
}int main(int argc,char *argv[])
{for_test();for_test2();return 0;
}

总结

• for语句使用语法规则上，降低/避免因为忘记循环条件更新操作，而引起的产生无限循环的几率
• 应用场合：for语句往往应用于循环次数事先可以确定的场景

死循环

for(表达式1;;表达式3);
for(;;);

循环实现的三要素

• 循环变量的初始化
• 循环条件
• 循环变量的更新

案例：

#include <stdio.h>
/** 需求：for循环案例-求斐波拉契数列前20个数* 分析：1,1,2,3,5,8....
*/int main(int argc,char *argv[])
{int f1 = 1;//前一个数默认是1int f2 = 1;//后一个数默认时1int i = 1;//循环变量for(;i<= 10;i++){printf("%12d%12d\n",f1,f2);//一行显示两个数，每两个换行f1 += f2;//f1 = 2 = 1+1f2 += f1;//f2 = 3 = 1+2}return 0;
}

直到型循环的实现

特点：先执行，后判断,不管条件满不满足，至少执行1次

代表：do…while

do…while

语法：

do 
{循环体;
}while(循环条件);

说明：

1.循环条件返回值必须是布尔类型，在C语言中，布尔类型为真使用非0来表示，为假使用0来表示

2.{}包起来的内容整体称之为循环体

3.我们要在循环体中控制循环条件的变化，否则会产生死循环

执行过程：

goto

语法：

goto 标签(label);

标签：标明目标的代码的位置，是一个不加“”的字符串

循环的嵌套

三种循环（while、for、do…while）可以互相嵌套。在前一个循环结构的内部又存在一个完整的循环结构。如：

#include <stdio.h>
/**需求：嵌套的for循环案例。求100～200之间的所有的素数*分析：素数又被称作质数，只能被1和自身整数的数叫做素数（思路反着来，过滤非素数）*/
int main(int argc,char *argv[])
{//创建一个变量，存放100～200之间的自然数int num = 100;//循环变量，默认从2开始，因为自然数除以1没有意义int i ;//定义标志位：用来记录1～自身之间的能整除的次数int is_flag;//第一层for循环：生成100～200之间的自然数for(;num <=200;num++){//每个自然数在判别之前，需要重置标志位is_flag = 1;//第2层for循环：验证该自认数能否被除了1～自身之间的数整除，能整除，就改变is_flag的值for(i =2;i<=num/2;i++){//校验是否能整除if(num%i==0){is_flag = 0;break;//只校验第一个能被整除的数}}//根据标志位判断，该自然数是否是素数if(is_flag)//条件判断：is_flag == 1 缩写 is_flag(推荐) is_flag == 0 缩写 !is_flag{printf("%-4d",num);}}printf("\n");return 0;
}

循环结构的典型应用场景

• 求累和：举例1+2+3+…+100的和
• 求累乘：举例1*2 * 3…*100的积
• 求均值：举例（1+2+3+..+100）/100的值
• 求极值：举例12，34，56，67中的最大值和最小值
• 元素遍历：常用于数组元素的遍历

基础算法模型

1.累加和

• 定义一个变量（sum），并赋初值为0；
• 该变量累加（+=）每一个数据项（i）；
• 当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是累加和的结果

2.累乘

• 定义一个变量，并赋初值为1
• 用该变量累成（*=）每一数据项
• 当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是累乘的结果

3.极值（多用于数组）

• 定义一个变量，并赋初值为第一个数据项
• 从第二个数据项开始，依次与该变量进行比较，如果大于/小于该变量，则将当前数据项的数据赋值给该变量
• 当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是求极值的结果

break和continue

• break

功能：

①用在switch中，用来跳出switch的case语句；如果case没有break，可能会产生case穿透

②用在循环中（while、do…while、for）,提前结束循环，也就是跳出整个循环

说明：

①break不能用于循环语句和switch之外的任何其他语句

②break只能终止并跳出最近一层的循环结构

图示：

案例：

#include <stdio.h>
/**
* 需求：break案例：高超同学参与一阶段分段考试，如果考试及格，就跳出循环，否则就一直考
*/
int break_test()
{
printf("一阶段分段考试\n");
// 创建一个变量，存储考试成绩
int score = 0;
do
{
printf("高超同学开始一阶段分段考试...\n");
scanf("%d",&score);
// 考试合格，跳出循环
if(score >= 60)
{
break;
}
}while(1);
printf("恭喜高超同学考试通过！\n");
}
int main(int argc,char *argv[])
{
break_test();
return 0;
}

• continue

功能：continue语句不会结束整个循环，而是跳过本次循环尚未执行的语句，进入下一次循环

说明：

①仅用于循环语句中

②在嵌套循环的情况下，continue语句只对包含它的最近的一层循环起作用

图示：

• 跳出多层循环

跳出多层循环不能直接使用break和continue实现，因为它们只能跳出单层循环，跳出多层循环，需要我们自定标志位进行跳出（标志位也可以配合break使用）

注意：如果是多层循环（嵌套循环），进的时候是从外到内，跳出的时候是从内到外